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UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO
BIOMECÁNICA Y ARQUITECTURA, SUS RELACIONES: CENTRO DE ALTO RENDIMIENTO E INVESTIGACIÓN CIENTÍFICO - DE-
PORTIVA PARA LA ALTURA
Pablo Esteban Dueñas Arízaga
Tesis de grado presentada como requisito para la obtención del título de Arquitecto
Quito
Mayo de 2006
Universidad San Francisco de Quito Colegio de Arquitectura
HOJA DE APROBACIÓN DE TESIS
BIOMECÁNICA Y ARQUITECTURA, SUS RELACIONES: CENTRO DE ALTO RENDIMIENTO E INVESTIGACIÓN CIENTÍFICO - DE-
PORTIVA PARA LA ALTURA
Pablo Esteban Dueñas Arízaga Arq. Hernán Castro Director de la Tesis Arq. Elena Garino Miembro del Comité de Tesis Arq. Igor Muñoz Miembro del Comité de Tesis Arq. Gonzalo Diez Miembro del Comité de Tesis Arq. Diego Oléas Decano del Colegio de Arquitectura
Quito, Mayo de 2006
I
© Derechos de autor
Pablo Esteban Dueñas Arízaga
2006
II
A mi mamá y mis abuelas que siempre me apoyaron y me motivaron a seguir adelante.
A mis abuelos que están conmigo en espíritu y que sé que están orgullosos de mi;
(Y Dale Quito Dale Abuelo!!!) A Wilo mi amigo incondicional, que está
siempre a mi lado y fue parte de este trabajo. Y a Belén, mi novia, a quien amo muchísimo por ser quien me tuvo más paciencia en los
momentos más difíciles.
III
RESUMEN Este centro esta planteado como una necesidad dentro del deporte ecuatoriano que les permitirá a los diferentes deportistas desarrollar al máximo su capacidad para po-der participar con posibilidades de éxito en el concierto de los países más destacados del mundo. Además, servirá de investigación y desarrollo de deportistas extranjeros que deseen mejorar su desempeño deportivo en sus países, ya que la condición de altitud lo permite. Asimismo, puede ser una herramienta fundamental previa a compe-tencias internacionales.
Considerando que el protagonista es el deportista de élite, este centro debe ser de ex-celencia y alto nivel, en el cual los más avanzados medios del entrenamiento deportivo serán aplicados a los deportistas de mayor calidad nacional e internacional. Dentro del centro, existirán instalaciones provistas de la mejor tecnología para el aná-lisis y estudio de la técnica deportiva así como también de la capacidad física de los deportistas. Este centro tiene como objetivo principal mejorar los resultados deportivos en el ma-yor número de campos posible. Al reunir numerosas y diferentes especialidades de-portivas se pueden compartir experiencias entre distintos deportes y también puede haber convivencia entre diferentes niveles de rendimiento. Igualmente, la arquitectura que presenta el centro se provee del mejor ambiente de entrenamiento para que el deportista se sienta cómodo practicando su disciplina deportiva. La principal relación entre la biomecánica y la arquitectura es el tratamiento gráfico que se da a los resultados de las pruebas biomecánicas y cómo se puede transformar eso en forma y estructura. Entender al cuerpo humano como una estructura biológica que puede ser traducida en una estructura arquitectónica inspirada en sus formas. Además, arquitectónicamente se pueden expresar no solo sus formas, sino también sus tensiones y sus interacciones entre diferentes elementos, interpretándolos en un conjunto de espacios y formas generados a partir de la estructura.
IV
ABSTRACT The centre is developed due to the need among Ecuadorian sports to have this kind of facilities that will allow many athletes to grow at its best their sports ability in order to participate with great success against some of the world’s best athletes. Besides, it will allow research and improvement in sports for foreign athletes that want or need to improve in order to have a better competition level in their own countries due to the altitude condition that facilitates this kind of practice. Therefore, it can become a very important part of a training program before any international competition. Considering that the centre is focused on elite athletes it must be a high quality and excellent training complex in which the most advanced sports training equipment can be used by coaches and athletes of the best national and international standards. In the centre there will be implements equipped with the most advanced technology for the research and analysis of sports techniques as well as the physical strength that athletes have doing many activities. The main objective of the centre is to improve results in the biggest possible range of sports. Therefore, putting together many different sports in one place can result in sharing and learning lots of experiences form similar activities, and having motivation for spending time with more experienced athletes that can teach other to improve their level. The main relation between biomechanics and architecture is the graphic nature that biomechanical test results have and how that can translate in architectural forms and structures. Understanding the human body as a biological structure that can be trans-lated in an architectural structure based on its forms. Besides, architectonically speak-ing, there can be expressed not only its forms but also its tensions and interactions among the many different elements it has, understanding them as a group of spaces and forms generated from the structure.
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CONTENIDO
1. Introducción 1
2. Deporte de elite 3
2.1. Deportistas de élite 3
2.2. Infraestructura necesaria para el desarrollo del deporte de élite 4
2.3. Materias que intervienen en el estudio del deporte 5
2.4. La biomecánica deportiva 6
2.5. Relaciones entre biomecánica y arquitectura 7
3. Centro de Alto Rendimiento e Investigación
Científico-Deportiva para la Altura 10
3.1. Por qué entrenar en la altura? 11
4. Reseña Histórica 12
4.1. La Arquitectura Griega 12
4.2. La Arquitectura Gótica 13
4.3. La Revolución Industrial 14
5. Estructuras 16
5.1. Arquitectura y estructura 16
5.2. Cómo la estructura responde al sitio 17
6. Precedentes 19
6.1. Nicholas Grimshaw, “Terminal Internacional
Waterloo”, Londres, 1994. 19
6.2. Norman Foster, “Sede de la HSBC”, Hong Kong, 1985. 20
6.3. Pier Luigi Nervi, “Palacio del Deporte”, Roma, 1958-1960. 22
6.4. Decoi Architects, “ether/i” (escultura), Ginebra, 1995. 23
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6.5. Northern Arizona University, “Centro para Entrenamiento
en Altura”. Flagstaff, AZ 1994. 24
7. Terreno y ubicación 25
7.1. Características del terreno 25
7.2. Análisis del lote 26
8. Bibliografía 29
9. Anexos 30
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INDICE DE IMÁGENES
Imagen 01 – Vista exterior del Terminal Internacional Waterloo en Londres
Imagen 02 – Vista interior de la estructura y el techo curvo del Terminal.
Imagen 03 – Edificio de la sede principal de HSBC en Hong Kong.
Imagen 04 – Vista exterior del Palacio del Deporte donde se puede observar la estruc-
tura en forma de V.
Imagen 05 – Vista longitudinal de la escultura.
Imagen 06 – Detalle de la forma de la escultura.
Imagen 07 - Ubicación del Terreno.
Imagen 08 - Terreno y vías de acceso.
Imagen 09 – Modelo 3D del terreno.
Imagen 10 – Diagrama del asoleamiento del terreno.
1. INTRODUCCIÓN
“Arquitectura…es la cristalización de su estructura interior, el
lento desplegar de la forma” – Ludwig Mies van der Rohe
DEPORTE DE ÉLITE
Los deportistas de élite son atletas que compiten a nivel internacional y que
necesitan por ello un entrenamiento propicio para alcanzar el mismo nivel de otros
atletas y ser altamente competitivos. Consecuentemente el atleta, requiere de
instalaciones que vayan de acuerdo a la calidad y la técnica que busca desarro-
llar. Instalaciones que lo ayuden a mejorar constantemente su desempeño depor-
tivo. Además, deberá contar en todo momento con los mejores recursos humanos
y tecnológicos que proporcionen un adecuado estudio de la técnica deportiva.
La biomecánica deportiva es una de las ciencias que estudia el deporte
debido a que involucra el análisis de las fuerzas internas y externas de los movi-
mientos físicos en los organismos biológicos. También estudia cómo estas fuerzas
inciden sobre los organismos biológicos. Es decir, estudia el movimiento corporal
aplicando la física. El objetivo básico de esta ciencia es lograr que el deportista
mejore su técnica deportiva y de esta forma elevar su rendimiento en la alta com-
petición. Para esto se dispone de herramientas para el análisis cinemático1 y ci-
nético2 del cuerpo humano.
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1 Cinemática: Parte de la física que estudia los movimientos de los cuerpos no considerando las causas que lo producen. (Nueva Enciclopedia Planeta)
2 Cinética: Parte de la física que estudia los movimientos de los cuerpos a través del espacio. (Nueva Enciclopedia Planeta)
Esta ciencia nos da la pauta para darnos cuenta que el cuerpo humano es
una estructura biológica compuesta de muchos elementos que forman una de las
unidades más asombrosas de la naturaleza. Así la relación entre la biomecánica y
la arquitectura se origina ya que las dos materias contemplan el estudio de es-
tructuras. Tanto en la biomecánica se puede hablar de la estructura del cuerpo
humano, como en la arquitectura se habla de estructuras que conforman cuerpos
arquitectónicos.
El objetivo es llegar a una aproximación estructural y formal por medio del uso del
cuerpo humano como base para su diseño. Por todo lo anterior se plantea como
caso de estudio un Centro de Alto Rendimiento e Investigación Científico-Deporti-
va para la Altura. Este centro permitirá desarrollar varios conceptos arquitectóni-
cos en la búsqueda de un progreso del deportista. En este desarrollo, el elemento
más importante es la capacidad, resistencia y puesta al límite del cuerpo humano.
Y más aún cuando se ha comprobado que el cuerpo puede llegar a límites más
extremos en la altura que en el llano mejorando así su desempeño deportivo.
ARQUITECTURA Y ESTRUCTURA
La estructura en la arquitectura es producto de fases importantes de la
concepción de una idea. El camino para lograr la cristalización de esa idea es el
de dirigirse hacia la forma a través de la estructura, no con carácter exclusivo,
sino como un alternar de estados de relación entre las dos.
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Una aproximación estructural es la que dictará la forma fundamental del
objeto arquitectónico; y estas formas a su vez serán las que conformen los espa-
cios y su función. Pero sin embargo, no se los debe concebir al espacio, a la for-
ma y a la estructura como elementos estáticos dentro de un cuerpo arquitectóni-
co, sino más bien como elementos dinámicos que nacen de la idea de movimien-
to, y que al ejecutarse también generan movimiento y fluidez.
Estando este proyecto basado principalmente en el cuerpo humano pues
es el objeto del deporte, se tomará en cuenta el movimiento de este y las relacio-
nes e interacciones que sus diferentes elementos producen para generar la es-
tructura y las formas que regirán al proyecto, logrando gran dinamismo y produ-
ciendo una interpretación del movimiento del cuerpo como el punto de partida
para crear el objeto arquitectónico que abarcará al proyecto.
2. DEPORTE DE ELITE
2.1. Deportistas de Élite
A diferencia de los deportistas amateur, los deportistas de élite llegan a
un nivel de esfuerzo del cuerpo mucho más alto. No se trata de sacar las
máximas posibilidades a un suelo o un espacio, sino que lo que predo-
mina por encima de cualquier consideración es que el cuerpo humano
rinda el máximo esfuerzo posible. (Océano, 1988) Este tipo de deportis-
tas, debido a su nivel, necesitan avanzados medios del entrenamiento
deportivo ya que competirán tanto en el ámbito nacional como interna-
Dueñas 3
cional. Además, dadas las circunstancias actuales en el mundo deporti-
vo, sólo mejorando la calidad se puede aumentar el rendimiento. Por lo
tanto, se debe contar siempre con los mejores recursos humanos y tec-
nológicos que les permitan mantenerse a la par con la élite deportiva
mundial.
2.2. Infraestructura Necesaria para el Desarrollo del Deporte de
Élite
Para el mejoramiento del nivel deportivo, los deportistas necesitan de
espacios que les provean de las herramientas necesarias. El espacio
requerido, es un espacio donde puedan no solo practicar su técnica, sino
donde también pueda ser estudiada. Lo ideal, es un conjunto de espa-
cios que permitan darle al deportista todo lo necesario para su desarro-
llo.
En el ámbito deportivo, se necesitan varias etapas de desarrollo del de-
porte: la práctica, el estudio de la técnica, el probar la resistencia física,
el estado de salud, la alimentación, la relajación muscular y la recrea-
ción. Este último como un ejercicio de descanso no solo físico sino
mental del deportista ya que el profesionalismo de un atleta, va de la
mano con su capacidad de concentración y su buen estado mental. Esto
hace que en el momento de la práctica del deporte, se necesite mucha
energía cerebral. Consecuentemente, se produce un cansancio mayor
en el deportista que necesariamente debe ser recuperado entrando.
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Para estudio de la técnica y la capacidad física es necesario contar con
laboratorios adecuados que permitan su estudio. Los resultados de las
pruebas de estos laboratorios ayudarán al deportista y su entrenador a
corregir errores o a reforzar conocimientos a favor del desempeño
deportivo.3
2.3. Materias que Intervienen en el Estudio del Deporte
El deporte al ser concebido como una ciencia, se lo puede dividir en dife-
rentes ramas, cada una con una materia específica que aportará en su
estudio. Como se dijo anteriormente, la infraestructura para el estudio
del deporte ayuda a su desarrollo. Pero esta infraestructura no tendría
ningún propósito si no va acorde con las materias que intervienen en el
estudio del deporte.
Estas materias o campos de estudio son básicos en el deporte, a pesar
de que no son únicas y se las usa también en otro tipo de disciplinas.
Dueñas 5
3 Entrevista con el Sr. Felipe Carrera, Técnico Deportivo.
Las materias son: fisiología4, morfología5, antropometría6, estadística,
biomecánica7, psicología, espirometría8, nutrición y fisioterapia.
2.4. La Biomecánica Deportiva
La biomecánica, es la ciencia que estudia las fuerzas internas y externas
de los movimientos físicos en los organismos biológicos, y cómo estas
fuerzas inciden sobre los mismos. Es decir, estudia el movimiento corpo-
ral aplicando la física. También puede decirse que es una disciplina
científica que estudia el movimiento humano y la técnica del deportista
considerando los principios básicos de la mecánica y las características
del aparato locomotor9. Además analiza las acciones motoras del depor-
tista como sistemas independientes de movimientos activos recíproca-
mente relacionados. En ese análisis se investigan las causas mecánicas
y biológicas de los movimientos y las particularidades de las acciones
motoras que dependen de ellas en las diferentes condiciones.
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4 Fisiología: ciencia que estudia las funciones y los cambios internos de los seres orgánicos. (Nueva Enciclo-pedia Planeta)
5 Morfología: parte de la biología que trata de la forma de los seres orgánicos y sus transformaciones. (Nueva Enciclopedia Planeta)
6 Antropometría: Ciencia que estudia las proporciones y medidas del cuerpo humano. (Nueva Enciclopedia Planeta)
7 Biomecánica: estudio de los movimientos mecánicos de los organismos vivos desde el punto de vista de la física. (Nueva Enciclopedia Planeta)
8 Espirómetro: aparato que sirve para medir la capacidad respiratoria de los pulmones. En el deporte, Espi-rometría: parte del deporte que estudia la capacidad física del cuerpo humano.
9 www.saludmed.com/CsEjerci/Biomecan/AnCinema.html
9 sportsciences.com/es/Ciencias_del_Deporte/Biomecanica/index.shtml
9 www.coldeportes.gov.co
El objetivo básico de esta ciencia es lograr que el deportista mejore su
técnica deportiva y de esta forma, elevar su rendimiento en la competi-
ción. Para esto se dispone de herramientas para el análisis cinemático y
cinético del cuerpo humano, que permiten estudiar la técnica individual
de cada deportista, ajustando el análisis biomecánico a sus necesidades
individuales. Los resultados de estos estudios, muestran cómo en los
movimientos de la persona inciden fuerzas directa e indirectamente so-
bre las diferentes partes del cuerpo10.
2.5. Relaciones entre Biomecánica y Arquitectura
La biomecánica al ser una ciencia que estudia al hombre desde el punto
de vista físico, puede abstraer al cuerpo humano y entenderlo como una
estructura. Ésta sin embargo, es una estructura biológica compuesta de
muchos elementos que generan diversos esfuerzos y tensiones al mo-
mento de realizar una actividad física.
Algunos términos utilizados arriba como: estructura, elementos, esfuer-
zos y tensiones, son términos que se usan mucho en la arquitectura.
Aquí radica su principal relación. Entender al cuerpo humano como una
estructura biológica que puede ser traducida en una estructura arqui-
tectónica inspirada en sus formas. Además, arquitectónicamente se
pueden expresar no solo sus formas, sino también sus tensiones y sus
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10 www.hastc.nau.edu
interacciones entre diferentes elementos, interpretándolos en un con-
junto de espacios y formas generados a partir de la estructura.
Se puede añadir también otro tipo de relaciones como la comparación
que se puede hacer entre los resultados que la biomecánica devuelve en
sus análisis, los cuales son de origen gráfico o físico, y la traducción de
estos en elementos arquitectónicos.
Muchas de estas imágenes biomecánicas pueden ser entendidas como
elementos que conforman estructuras. Se puede por ejemplo, entender
los huesos del hombre como columnas y vigas que forman cuerpos. Los
tendones pueden transformarse en tensores, ya que son una analogía
válida debido a que su función es, en cierta medida, la misma. Los mús-
culos pueden ser entendidos como membranas o cubiertas, debido a su
semejanza por estar los dos compuestos de fibras.
Otro tipo de relación puede resultar de los estudios biomecánicos en la
técnica de los deportes. Se puede tomar por ejemplo el movimiento de
un atleta al correr. La técnica que debe tener al dar cada paso influyen
de sobremanera en su desempeño en una carrera. Cuando el pie entra
en contacto con el suelo, debe hacerlo de una manera específica y con
un ángulo adecuado, de manera que permita dar el siguiente paso con la
misma eficacia. Además, la manera de asentar el pie en el piso al mo-
mento de dar un paso al correr puede ser decisivo para evitar lesiones.
Todo esto debido a que al correr entran en juego muchos esfuerzos que
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las piernas deben soportar y que se superan de acuerdo al ángulo de
llegada del pie al suelo.
Tomando el ejemplo del atleta corriendo. El dar el paso, soportar esfuer-
zos y pivotar para dar el siguiente, puede ser entendido como una co-
lumna inclinada, por ejemplo, que está anclada al piso por medio de un
sistema pivotante que transfiere las cargas resultantes al suelo.
Otra fuerte relación entre la biomecánica y la arquitectura, es el ritmo.
Muchas de las imágenes biomecánicas muestran secuencias de movi-
mientos que crean ritmos. Por ejemplo, los nadadores tienen posiciones
específicas de sus brazos en la técnica para dar brazadas. Estas posi-
ciones pueden ser analizadas por medio de cámaras que proporcionan
imágenes secuenciales y que sirven para corregir errores o imitar mejo-
res técnicas de otros deportistas.
Estos ritmos y secuencias, se usan también en la arquitectura desde ha-
ce mucho tiempo. Una secuencia de elementos como columnas, vigas o
planos, crean ritmos diferentes con los cuales se puede jugar para crear
arquitectura. Pudiendo no solo ser repetición de elementos en la misma
posición, sino también repetición de elementos cambiando de posición
simulando una secuencia de algún movimiento específico.
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3. CENTRO DE ALTO RENDIMIENTO E INVESTIGACIÓN CIENTÍ-
FICO-DEPORTIVA PARA LA ALTURA
Este centro esta planteado como una necesidad dentro del deporte ecuatoria-
no que les permitirá a los diferentes deportistas desarrollar al máximo su ca-
pacidad para poder participar con posibilidades de éxito en el concierto de los
países más destacados del mundo. Además, servirá de investigación y desa-
rrollo de deportistas extranjeros que deseen mejorar su desempeño deportivo
en sus países, ya que la condición de altitud lo permite. Asimismo, puede ser
una herramienta fundamental previa a competencias internacionales. Se ha
demostrado con la práctica que un deportista del llano mejora su capacidad
física y técnica al entrenarse y prepararse en la altura, sin embargo no existen
pruebas médicas o científicas que lo confirmen dentro de un marco teórico.
Considerando que el protagonista es el deportista de élite, este centro debe
ser de excelencia y alto nivel, en el cual los más avanzados medios del entre-
namiento deportivo serán aplicados a los deportistas de mayor calidad nacio-
nal e internacional. Junto a esto, se debe contar con los mejores recursos
tanto humanos como tecnológicos en todas las áreas del deporte.
Dentro del centro, existirán instalaciones provistas de la mejor tecnología para
el análisis y estudio de la técnica deportiva así como también de la capacidad
física de los deportistas.
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Este centro tiene como objetivo principal mejorar los resultados deportivos en
el mayor número de campos posible. Esto se lo consigue por medio de dife-
rentes vías: las puramente tecnológicas o la educación global, y los centros
de alto rendimiento brindan una buena combinación entre las dos. Al reunir
numerosas y diferentes especialidades deportivas se pueden compartir expe-
riencias entre distintos deportes y también puede haber convivencia entre di-
ferentes niveles de rendimiento. Igualmente, podemos compartir y reunir los
medios necesarios y con suficiente calidad para prevenir o disminuir riesgos
asociados a la práctica del deporte de élite11.
3.1. Por qué entrenar en la altura?
Cuando la presión del oxígeno en el cuerpo humano es más baja que
cuando se encuentra a nivel del mar, se intensifica la habilidad del sis-
tema cardiovascular de un atleta para poder llevar oxígeno a los mús-
culos aeróbicos. De esta forma, las primeras reacciones a la falta de
oxígeno por parte del cuerpo se duplican.
Lo primero en ocurrir es el aumento de la hemoglobina, la molécula que
se encuentra en los glóbulos rojos que transporta el oxígeno. Este in-
cremento permite a cada porción de sangre llevar más cantidad de oxí-
geno que lo usual. La segunda reacción es el aumento de enzimas y el
incremento en la actividad del sistema metabólico encargado de extraer
el oxígeno de la sangre para producir energía.
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11 www.grimshaw-architects.com
Debido a que largos periodos de actividad hace que se usen grandes
cantidades de hemoglobina y enzimas aeróbicas, cualquier método me-
diante el cual se pueda incrementar estos componentes, como el de en-
trenar en la altura, resultará en una mejorada habilidad para realizar ac-
tividades aeróbicas, inclusive posteriormente a nivel del mar12.
4. RESEÑA HISTÓRICA DE LA EVOLUCIÓN DE LAS ESTRUCTU-
RAS
4.1. La Arquitectura Griega
Los arquitectos griegos no fueron, en el aspecto técnico, inventores,
pero supieron conducir gradualmente su arte a las proximidades de la
perfección. Siempre armonizaron estructura y función y llevaron a los
límites de lo perfecto los más simples elementos de la construcción.
El aparejo de los muros era poligonal o irregular, lo que facilitaba la utili-
zación de desechos de piedra. Estas piedras eran colocadas con mucha
precisión pues los muros no poseían ningún mortero.
Los arquitectos griegos vinculaban los miembros de la estructura de pie-
dra por medio de grapas y clavijas de hierro o de ciprés.
Sin embargo, a pesar del gran uso de diferentes materiales pétreos usa-
dos por los griegos, no lo usaban con fines estructurales únicamente,
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12 www.newitalianblood.com
pues la piedra se usaba tanto en los elementos que conformarían la es-
tructura como en el resto. Este uso, tenía su lógica, pues los griegos de-
sarrollaron su arquitectura a través del uso de la piedra con el afán de
que los edificios, y principalmente las imágenes de cada edificio sean
más perdurables que antes cuando se utilizaba la madera como sistema
constructivo y de ornamento. (Moreux, 1968).
4.2. La Arquitectura Gótica
Los rasgos que caracterizan al estilo gótico son suficientemente conoci-
dos: el arco apuntado, el arbotante y la bóveda de crucería; expresados
principalmente en las famosas catedrales medievales.
Así, se puede dar por cierto que el objetivo principal de la bóveda gótica
era el de dar la apariencia de ligereza ingrávida; es decir que, una vez
más, se observa cómo la estética se impone sobre consideraciones me-
ramente materiales.
En St. Denis es donde por primera vez aparecen este sinnúmero de in-
novaciones de carácter técnico y visual integradas en un solo sistema.
Las bóvedas de crucería cubren las formas de los tramos y los contra-
fuertes sustituyen los macizos muros entre las capillas radiales. Los mu-
ros laterales han desaparecido por completo. Si no fuera por las bóve-
das de cinco nervaduras, se tendría la impresión de penetrar a través de
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un segundo deambulatorio con capillas de muy poca profundidad. La
sensación que comunica el interior de la iglesia es de ligereza, de aire
que circula libremente. Las partes ya no quedan separadas claramente
unas de otras.
El griego, al contrario del estilo románico, está tan fundamentalmente
apoyado en una colaboración entre el artista y el ingeniero, es decir, una
síntesis de lo estético y lo técnico, que solo un hombre de profundos co-
nocimientos constructivos pudo haber inventado el sistema. (Pevsner,
1994).
4.3. La Revolución Industrial
Los arquitectos y los ingenieros del siglo XIX, el gran siglo del hierro y
del acero, no se han limitado exclusivamente a estudiar las posibilidades
de utilización de estos materiales, sino que, tras un cierto periodo de
transición, han tratado además de alcanzar obras de nivel artístico.
Los volúmenes y las estructuras creados por ellos representan conquis-
tas tan originales y avanzadas que a nuestro siglo no le ha quedado
prácticamente otra labor que la de poner a punto sus sistemas añadien-
do un perfecto cumplimiento de la función estática.
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Para entender plenamente la historia de las construcciones metálicas en
la arquitectura del siglo XIX y las relaciones existentes entre construc-
ción y forma convendrá hacer referencia a la evolución de los puentes
metálicos.
La línea de desarrollo de construcción de los puentes pasaba de las es-
tructuras de fundición utilizables dentro de unos límites muy restringidos,
a ejecuciones combinadas con hierro, y finalmente, a las construcciones
en acero con todas sus transformaciones, siempre procediendo de un
modo paralelo al nivel alcanzado por la técnica siderúrgica y con el pro-
greso de los métodos de producción industriales. Este proceso evolutivo
se completó en un periodo de tiempo relativamente breve y obligó al
constructor a una continua experimentación con materiales que encerra-
ban nuevas posibilidades, pero también riesgos desconocidos. Se en-
contraban frente a cometidos para cuya solución el pasado no ofrecía
ningún modelo.
La rapidez con la los ingenieros y arquitectos se adaptaron al progreso
técnico en sus consideraciones estáticas y constructivas merece en la
historia de las construcciones del siglo XIX un reconocimiento particular.
(Pevsner, 1994).
Dueñas 15
5. ESTRUCTURAS
5.1. Arquitectura y Estructura
Según Norman Foster, la historia de la arquitectura, es la historia de la
evolución de las estructuras. Esto quiere decir que ambas historias
siempre estuvieron de la mano y lo siguen estando en nuestros tiempos.
Foster señala que ninguna persona existiría hoy en día si es que no se
hubiera tenido desde el principio un techo que nos proteja, un tipo de
estructura que casi siempre damos por sentado.
También aclara, que la estructura de un edificio evidencia la forma en
que éste fue realizado y todo el trabajo que requirió para este propósito.
Además, la estructura como tal ha evolucionado al igual que la arqui-
tectura y ha logrado ser un elemento que puede definir espacios en lugar
de solo contenerlos o sostenerlos; es decir, ofrece una experiencia mu-
cho más rica, debido a que ya no funciona solo estructuralmente sino
también como un elemento visual importante. (Extracto de Conferencia:
Exhibición Foster 10, Centro Cultural Century, Tokio, 1988.) (Powell,
1997).
Asimismo, la estructura y su tecnología pueden ser generadoras de ar-
quitectura y le pueden agregar riqueza a los espacios. Un ejemplo es el
Palacete de los Deportes de Pier Luigi Nervi donde la cubierta es forma-
da por piezas prefabricadas de hormigón que encajan unas con otras
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formando una membrana esférica y que se sostiene de columnas en
forma de “Y” que se colocan en dirección tangente a la curvatura de la
membrana. Todas estas piezas se hicieron específicamente para esta
obra. En este caso, la forma de la cubierta es regida por estas piezas
que no permiten encajarse de otra manera. (Pica, 1969).
5.2. Cómo la Estructura Responde al Sitio
Si bien la estructura nos propone una manera específica de trabajar, y
tiene que estar realizada conforme a los requerimientos del proyecto;
parte de estos requerimientos pueden incluir el apropiarse del sitio de un
manera eficaz y coherente; y si no se contempla esta condicionante, el
diseño deberían tomarlo siempre en cuenta, pues la respuesta de la es-
tructura al sitio y su contexto, puede llegar a ser, en ocasiones, más im-
portante que la relación con los espacios interiores.
Hay diversas formas en que la estructura puede responder e integrarse
con el sitio, una es justamente esa, la integración. Ésta nos permite
crear una estructura con formas tales que pasen desapercibidas exte-
riormente sin generar ningún impacto en el paisaje, sin dejar de actuar
hacia el interior, y que logre que el edificio se introduzca sutilmente en el
panorama. Esto lo podemos observar en la Century Tower de Tokio de
Norman Foster, donde la estructura del edificio es muy prominente hacia
el interior, pero exteriormente mantiene, en cierta medida, la escala de
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los demás edificios circundantes insertándose en el perfil urbano. (Be-
nedetti, 1996).
Otra manera de responder al contexto es la de interactuar con el mismo.
Generar una estructura con formas que interpreten el paisaje circun-
dante de tal manera de crear una contraposición de formas que interac-
túe con el observador y el usuario del edificio.
Finalmente, podemos nombrar a la negación del contexto. De esta forma
podemos crear una estructura completamente contraria al paisaje y que
le de la espalda completamente. Así, logramos que el observador apre-
cie la estructura creada, o bien el paisaje sin tomar en cuenta al edificio.
De cualquiera de las dos formas, logramos que el edificio se destaque
frente al paisaje.
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6. PRECEDENTES
6.1. Nicholas Grimshaw, “Terminal Internacional de la Estación de
Waterloo”, Londres, 1994.
La característica más importante
de este edificio es su techo curvo
de vidrio de 400 metros de largo.
El Terminal Internacional en la Es-
tación de Waterloo provee un am-
biente con calidad de aeropuerto al
extremo londinense del tren Eu-
rostar, el mismo que atraviesa el
Eurotúnel hacia París y Bruselas.
El largo de los trenes y el espacio ocupado por los cinco nuevos rieles
dedicados exclusivamente al tren Eurostar en la estación existente, de-
terminó la geometría del nuevo edificio, incluyendo el techo tan distintivo.
En contraste con otros techos curvos de vidrio como el Eden Project del
mismo Grimshaw, el techo del Terminal Internacional en Waterloo fue
diseñado para usar planchas de vidrio de tamaño estándar que se tras-
lapan en sus juntas para poder acomodarse a la curva del techo.
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Imagen 1
Toda la estructura portante del vidrio
es metálica, apoyada en una inmensa
caja de hormigón en donde existen
otras plataformas de trenes y par-
queaderos. El trabajo de Grimshaw
en combinar el metal con un techo curvo de vidrio, le da la riqueza espa-
cial adecuada a un terminal internacional como el del tren Eurostar, y
refleja una gran labor en el aspecto estructural en el cual está basado el
edificio13.
6.2. Norman Foster, “Sede de la HSBC”, Hong Kong, 1985.
En 1970 la HSBC se dio cuenta
de que su antiguo edificio cons-
truido en 1886 no era suficiente
para su crecido personal que ya
no solo se encontraba trabajando
en aquel edificio sino también en
muchas oficinas dispersadas por
todo Hong Kong. Entonces en
1978 el viejo edificio se demolió y
comenzó la construcción del ac-
tual edificio central por Norman
Dueñas 20
13 www.hastc.nau.edu
Imagen 3
Imagen 2
Foster hasta su terminación en el año de 1985. Para esa época era el
edificio más caro del mundo con un valor final total de USD 668 millones.
El nuevo edificio tiene 180 metros y 47 pisos de alto. Está concebido es-
tructuralmente dentro de cinco módulos de acero y aluminio prefabrica-
dos en Inglaterra y enviados a Hong Kong para su posterior colocación
en el edificio. Cada uno de estos módulos se subdivide en cuatro módu-
los más pequeños que consisten en dos torres de cuatro columnas cada
una y que desde su punto más alto cuelgan, a través de tensores, co-
lumnas más pequeñas que a su vez sostienen las vigas donde se
asientan las diferentes losas del edificio.
Además, este fue uno de los primeros edificios en no contar con eleva-
dores como su principal elemento de circulación vertical, pues estos son
de servicio “exprés” y se detienen únicamente en ciertos pisos principa-
les. Para poder acceder a los demás pisos, la gente debe tomar escale-
ras eléctricas que están regadas por todo el edificio y éstas son las que
se convierten en el elemento principal de circulación vertical. (Benedetti,
1996).
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6.3. Pier Luigi Nervi, “Palacio del Deporte”, Roma, 1958-1960.
En realidad se trata de un moderno anfiteatro cubierto, destinado a com-
peticiones deportivas y fácilmente adaptable a la esgrima, el boxeo, la
lucha grecorromana, el levantamiento de pesas, el tenis, el baloncesto, y
excepcionalmente, también a espectáculos teatrales y conciertos. Los
asientos que son 16 000, se disponen en dos órdenes de graderíos, a
las que accede el público por medio de 12 escaleras exteriores que dan
a la primera galería perimetral y al primer orden, y, por medio de escale-
ras interiores, se llega al segundo orden. La cúpula de forma esférica
tiene un diámetro de cerca de 100m; carga sobre los cimientos a través
de un sistema de 48 pilastras de hormigón armado inclinadas según la
resultante de las cargas. La
cúpula está formada por
nervaduras radiales prefa-
bricadas de hormigón ar-
mado, con sección en V
completada por una cubier-
ta superior de 9cm de espesor. El complejo constituye un sistema re-
sistente hiperestático porque la cúpula puede hallar teóricamente una
condición de estabilidad, sea como membrana, sea como conjunto de
nervaduras-arcos capaces de absorber aisladamente las solicitaciones
exteriores. Cálculos de verificación han asegurado el predominio del
comportamiento como membrana. La cúpula tiene iluminación natural
por medio de una claraboya central. La pared perimetral, cilíndrica, está
Dueñas 22
Imagen 4
Imagen 5
enteramente acristalada. Para el anfiteatro, Nervi había estudiado una
cubierta plana sobre vigas radiales, solución descartada por resultar
menos económica que la cúpula. (Pica, 1969).
Este proyecto pone de manifiesto la afición a la tecnología de Nervi, fa-
bricando estas nervaduras y pilastras igualmente en serie para abaratar
costos y construirlo más rápido. La forma en los dos proyectos es bási-
ca, una cúpula. La intención era salvar la luz de más de 80m en el pri-
mer caso, y de cerca de 100m en el segundo, de la forma más eficiente;
por lo tanto, la cúpula es el elemento más simple y lógico que puede
resolver el problema.
6.4. Decoi Architects, “ether/i” (escultura), Ginebra, 1995.
Concebido para el 50o aniversario de las Naciones Unidas en Ginebra,
el proyecto representa un movimiento congelado en el tiempo de una
danza a dúo. Es una captura de movimiento en un instante.
Materializado como una doble superficie de aluminio armado con dife-
rentes piezas crea dualidades entre la estructura y la superficie, entre lo
pasivo y lo agresivo. Además la pieza es un muy fuerte ejemplo del po-
tencial que nos ofrece el diseño generado por computadora. Los 4000
componentes diferen-tes de la pieza están corta-dos y soldados con
Dueñas 23
milimé-trica precisión demostrando la capacidad de la tecno-logía utili-
zada.
Es una pieza que a pesar de
ser llevada a cabo con mucha
tecnología, se basa en el
principio de dos cuerpos mo-
viéndose con mucha armonía
y sincronización natural que
tiene el cuerpo humano14.
6.5. Northern Arizona University, “Centro para Entrenamiento en
Altura”. 1994.
Este centro posee una ubicación geográfica inmejorable para entrenar
en una ambiente adecuado (2100 m.s.n.m). Ofrece desde lo mejor en
instalaciones deportivas de entrenamiento hasta los mejores servicios
de análisis de resultados y un equipo de asistencia médica completo.
Además el centro provee todos los componentes necesarios para el en-
trenamiento en altura para que los atletas se concentren únicamente en
su preparación.
Desde su apertura en 1994, el Centro para Entrenamiento en Altura ha
albergado en sus instalaciones a más de 4500 atletas de 39 diferentes
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1414 www.newitalianblood.com
Imagen 6
países, los cuales han ganado 191 medallas olímpicas y de olimpiadas
especiales desde 1996.
La dedicación que el centro ha tenido siempre para con sus deportistas
se ha extendido hacia el movimiento olímpico de Estados Unidos. De-
signado como un “Sitio Oficial de Entrenamiento Olímpico” por el Comité
Olímpico de Estados Unidos, el centro provee recursos clave para el de-
sarrollo a largo plazo de los atletas con el único objetivo de que se con-
viertan en los mejores a nivel mundial. Más del 75% de los equipos que
han pasado por estas instalaciones han regresado más de una vez.
Asimismo el centro, en asociación con el Comité Olímpico de Estados
Unidos, produce una serie de congresos, seminarios y charlas para en-
trenadores, deportistas y científicos deportivos15.
7. TERRENO Y UBICACIÓN
7.1. Características del Terreno
Para un centro de este tipo, las características necesarias del terreno
son simples pero primordiales.
• Debe estar en una franja entre los 1800 m.s.n.m. y los 2600 m.s.n.m.
• Preferiblemente fuera o en la periferia de la ciudad.
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1515 www.hastc.nau.edu
• Debe contar con un clima frío-templado y con un nivel de humedad de
cerca del 60%.
• La accesibilidad no tiene que ser muy grande, debido a que el centro no
tendrá un flujo continuo de gente, y éste no será diario. Además, los de-
portistas llegarán al centro mayoritariamente en buses de la federación o
asociación a la que pertenezcan, lo que reduce el tránsito vehicular. Los
atletas permanecerán dentro del centro concentrados y por varios días,
lo cual resulta en un transito aún menor y con menos frecuencia.
• La calidad del aire debe ser muy buena, lo más puro posible.
• El viento es un elemento a tomar en cuenta. El viento interfiere mucho
en el rendimiento y las pruebas del estudio del deporte, sobretodo los
ejercicios que tienen que ver con la velocidad o el lanzamiento de obje-
tos. Lo ideal es que el centro contenga espacios cerrados en su totali-
dad, a pesar de que esto puede variar si las condiciones de viento lo
permiten.
7.2. Análisis del Lote
El lote elegido de casi 6 has. se en-
cuentra a 10 Km de la ciudad de Iba-
rra en las laderas de la Loma Pucará
a un costado de la Laguna de
Yahuarcocha. Es un terreno de 200
m de ancho por 300 m de largo y que
tiene un desnivel de 110 m aproxi-
Dueñas 26
Aluburo
Imagen 7
Laguna de Yahuarcocha
Yuracruz
madamente. Está en la parte posterior a una zona arqueológica y no es
propiedad privada de ningún tipo. Además, al encontrarse fuera del lí-
mite urbano, no se encuentra bajo ninguna normativa de construcción.
La población más cercana es la parroquia de Aluburo que está a dos ki-
lómetros. La única vía de acceso es la ruta Aluburo-Yuracruz y es de 5 m
de ancho.
A escasos 800 m hacia el
este aproximadamente,
existe un tanque recolector
y distribuidor de agua po-
table para este sector rural
de la ciudad de Ibarra. Asimismo, a menos de 1 kilómetro hacia el sur
pasa una línea transmisora de energía eléctrica. Estos dos servicios bá-
sicos pueden ser fácilmente llevados hasta el lote elegido para el poste-
rior desarrollo del proyecto.
El terreno posee una pen-
diente de más o menos 15%
en promedio. Tiene un clima
frío y húmedo con una tempe-
ratura promedio en el año de
14-16o C. El suelo es arcillo-
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Imagen 7
Imagen 9
so y su nivel freático se encuentra por debajo del nivel de la laguna, por
lo tanto no es un problema en el lote.
El asoleamiento en el sitio es muy bueno durante todo el año, especial-
mente la segunda mitad pues se tiene sol directo. La primera parte del
año, el sol se recibe muy poco debido a que la ladera superior cubre al
lote de los rayos solares.
Dueñas 28
Enero - Junio
Imagen 10
8. BIBLIOGRAFÍA
• BENEDETTI, Aldo. “Norman Foster: Obras y Proyectos”. Barcelona: Gustavo
Gili. 1996.
• BLASER, Werner. “Mies van der Rohe”. Barcelona: Gustavo Gili, 1977.
• MOREUX, Jean-Charles. “Historia de la Arquitectura”. Buenos Aires: Editorial
Universitaria, 1968.
• OCÉANO, Editorial. “Enciclopedia Autodidáctica Océano”. Barcelona: Océano.
1988.
• PEVSNER, Nikolaus. “Breve Historia de la Arquitectura Europea”. Madrid:
Alianza, 1994.
• PICA, Agnoldoménico. “Pier Luigi Nervi”. Barcelona: Gustavo Gili, 1969.
• POWELL, Kenneth. “Foster Associates: Recent Works”. Londres: Academy
Editions, 1992.
• www.coldeportes.gov.co
• www.grimshaw-arquitects.com
• www.hastc.nau.edu
• www.newitalianblood.com
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9. ANEXOS
Laminas y dibujos de presentación
Dueñas 30
Biomecánica y Arquitectura: Sus RelacionesPablo Dueñas A.
Cuando la presión del oxígeno en el cuerpo humano es más baja que cuando se encuentra a nivel del mar, se intensifica la habilidad del sistema cardiovascular de un atleta para poder llevar oxígeno a los músculos aeróbicos. De esta forma, las primeras reacciones a la falta de oxígeno por parte del cuerpo se duplican.
Lo primero en ocurrir es el aumento de la hemoglobina. Este incremento permite a cada porción de sangre llevar más cantidad de oxígeno que lo usual. La segunda reacción es el aumento de enzimas y el incremento en la actividad del sistema metabólico encargado de extraer el oxígeno de la sangre para pro-ducir energía.
Debido a que largos periodos de actividad hace que se usen grandes cantidades energía, cualquier método mediante el cual se pueda incrementar estos componentes, como el de entrenar en la altura, resultará en una mejo-rada habilidad para realizar actividades aeróbicas, inclusive posteriormente a nivel del mar
La biomecánica, es la ciencia que estudia las fuer-zas internas y externas de los movimientos físicos en los organismos biológicos, y cómo estas fuer-zas inciden sobre los mismos. Es decir, estudia el movimiento corporal aplicando la física. Es además una disciplina científica que estudia el movimiento humano y la técnica del deportista considerando los principios básicos de la mecánica y las características del aparato locomo-tor. En relación con el deporte analiza las acciones motoras del deportista. En ese análisis se investi-gan las causas mecánicas y biológicas de los mov-imientos y las particularidades de las acciones mo-toras que dependen de ellas en las diferentes
Debido a la pendiente del terreno y a las características programáticas, se decidió generar dos volúmenes. El primero sería el que contenga el área más grande del programa, el velódromo incrustado en el terreno hasta l mitad, además de todas sus áreas más directamente relacionadas, y otro volúmen que contenga el resto de áreas que por sus características técnicas necesitaban grandes luces y alturas. Por esta razón éste último se lo conceptualiza a manera de un contenedor de planta libre para lograr la mayor amplitud en el espacio interior.
Centro de Alto Rendimiento e Investigación Científico-Deportiva para la Altura
Biomecánica
Par
tid
o
Por qué entrenar en altura?
Biomecánica y Arquitectura: Sus RelacionesPablo Dueñas A.
El cuerpo humano funciona igual que una estruc-tura arquitectónica y utiliza los mismos principios con los elementos del esqueleto.Los huesos son elementos que funcionan a com-presión y los tendones y músculos trabajan a tracción, generando el esfuerzo suficiente para poder reaalizar prácticas deportivas de alta
Elementos a Compresión
Elementos a Tracción
Resistencia a una fuerza de compresión
Resistencia a una fuerza de tracción
Estructura armada en base a elementos detracción y compresión. Las fuerzas se anu-landebido la tensión del cable que es equiva-lente al peso de las columnas.
Claros muy altosTemperatura internasuperficial contrastante
Superficies de doble curvatura
Piel térmica más baja
Las Cubiertas textiles, optimas para este tipo de estructuras, deben poseer una doble cur-vatura para lograr rigidez
Las cubiertas textiles ofrecen una gran ventaja cuanto a clima-tización.
La rodilla humana, posee una junta que permite que las fuerzas se disipen de acuerdo a su intensidad. Esto porque los huesos no están precisamente unidos sino solo asentados el uno en el otro logrando que haya amortigua-miento al momento de aplicar una fuerza.
Prótesis de rodilla usadas en medicina
Las juntas de rótula en estrcuturas, funcionan de la misma forma al disipar los esfuerzos
Volumen 1
Vo
lum
en 2
Principios Estructurales
Biomecánica y Arquitectura: Sus RelacionesPablo Dueñas A.
En cuanto a la forma del volúmen principal, se tomó en cuenta la forma básica de la pista ciclística, aprovechándola tanto en planta como en corte.El óvalo que se tiene en planta posee un espacio muy grande en medio que se aprovechó para colocar otros requerimientos pro-gramáticos.En corte, la curvatura del peralte que debe poseer una pista de este tipo permitía una interesante figura para generar el volu-men.
El contenedor que también forma parte del proyecto abarca las áreas del gimnasio y la piscina, además del laboratorio de agua y el área de fisioterapia y rehabilitación. Estos dos espa-cios principales necesitan de grandes luces y alturas por las actividades que ocurren dentro.Precisamente de un ejercicio de gimnasia olímpica parte la idea del contenedor. La secuencia del salto mortal se la abs-trae y transforma en una serie de pasos para lograr estas formas que componen el edificio. Asimismo, esta serie de cintas y sus diferentes plieges logran iluminar los espacios interiores a través de ranuras entre ellas.
Velódromo
Gim
nas
io y
Pis
cin
a
1 2
3
Principios Formales
Corte LongitudinalDetalle de Cubierta
Biomecánica y Arquitectura: Sus RelacionesPablo Dueñas A.
Plantas
Zona Académica
Zona Pública y de Investigación
Zona de Descanso y Recreación
Zona de Entrenamiento
Piscina Olímpica y Laboratorio de Agua
Gimnasio y Reahabilitación
Implantación
Vista Interior Piscina
Implantación
Planta Baja
Planta Baja Ampliada
Volúmen Piscina
Biblioteca, Auditorio, Aulas
Segunda Planta
Segunda Planta Ampliada
Laboratorios y Comedor
Tercera Planta
Tercera Planta Ampliada
Volúmen Gimnasio
Dormitorios y Recreación
Cuarta Planta
Corte Longitudinal A - A
Corte Longitudinal A - A Ampliado
Corte Transversal B - B
Corte Transversal B - B Ampliado
Corte Transversal C - C
Corte Transversal C - C Ampliado